Uzbuđenje druge harmonike u širokom spektru
Od otkrića nelinearnih optičkih efekata drugog reda u šezdesetim godinama, izazvalo je širok interes istraživača, do sada, zasnovanih na drugom harmoničnom i frekvencijskom učinku, proizveli su iz ekstremnog ultraljubičastog u daleki infracrveni bendlaseri, uvelike promovirao razvoj lasera,optičkiObrada informacija, mikroskopsko snimanje visoke rezolucije i druga polja. Prema nelinearnomoptikai teorija polarizacije, nelinearni optički učinak ravnomjernog reda usko je povezan s kristalnom simetrijom, a nelinearni koeficijent nije nula samo u necentralnoj inverzijskoj simetričnoj mediji. Kao najosnovniji nelinearni učinak drugog reda, druga harmonika uvelike ometa njihovu generaciju i učinkovitu uporabu u kvarcnim vlaknima zbog amorfnog oblika i simetrije središnje inverzije. Trenutno, metode polarizacije (optička polarizacija, toplinska polarizacija, polarizacija električnog polja) mogu umjetno uništiti simetriju inverzije optičkih vlakana u središtu materijala i učinkovito poboljšati nelinearnost optičkih vlakana drugog reda. Međutim, ova metoda zahtijeva složenu i zahtjevnu tehnologiju pripreme i može ispunjavati samo kvazifazne uvjete podudaranja na diskretnim valnim duljinama. Rezonantni prsten optičkih vlakana na temelju načina zida Echo ograničava ekscitaciju širokog spektra druge harmonike. Razbijanjem simetrije površinske strukture vlakana, površinska druga harmonika u vlaknima posebne strukture pojačana je u određenoj mjeri, ali još uvijek ovise o pulsu pumpe femtosekunde s vrlo visokom vršnom snagom. Stoga su stvaranje nelinearnih optičkih učinaka drugog reda u strukturama svih vlakana i poboljšanje učinkovitosti pretvorbe, posebno stvaranje drugog harmonika širokog spektra u kontinuiranom optičkom pumpanju male snage, osnovni su problemi koji su potrebni u polju nelinearnih optika i uređaja, te imaju važnu znanstvenu i široku primjenu.
Istraživački tim u Kini predložio je slojevitu shemu integracije kristalne faze galija selenida s mikro-nano vlaknima. Iskorištavanjem nelinearnosti drugog reda i dugoročnog uređivanja kristala galija selenida dugog dometa, realiziran je široko-spektralni postupak drugog harmonije i višefrekventne pretvorbe, pružajući novo rješenje za poboljšanje multiparametrijskih procesa u vlaknima i pripremIzvori svjetlosti. Učinkovito pobuđenje drugog efekta harmoničnog i zbroja frekvencije u shemi uglavnom ovisi o sljedeća tri ključna uvjeta: udaljenost interakcije duge svjetlosti između galija selenida imikro-nano vlakno, Udobni su visoki nelinearnost drugog reda i dugotrajni redoslijed slojevitih kristala galija selenida i uvjeti podudaranja faza temeljne frekvencije i udvostručenja frekvencije.
U eksperimentu, mikro-nano vlakno pripremljen sustavom suženja plamena skeniranja ima jednoliku konusnu regiju u redoslijedu milimetra, koja pruža dugu nelinearnu duljinu djelovanja za svjetlo crpke i drugi harmonični val. Nelinearna polarizabilnost integriranog kristala selenida drugog reda prelazi 170 pm/v, što je mnogo veće od unutarnje nelinearne polarizibilnosti optičkog vlakana. Štoviše, dugoročna naređena struktura kristala galija selenida osigurava kontinuiranu smetnju faze drugog harmonika, dajući potpunu igru u korist velike nelinearne duljine akcije u mikro-nano vlaknima. Što je još važnije, fazno podudaranje između pumpa optičke baze (HE11) i drugog harmoničnog načina rada visokog reda (EH11, HE31) ostvaruje se kontrolom promjera konusa, a zatim reguliranjem disperzije valovoda tijekom pripreme mikro-nano vlakana.
Gornji uvjeti postavljaju temelj za učinkovito i širokopojasno pobuđenje druge harmonike u mikro-nano vlaknima. Eksperiment pokazuje da se izlaz druge harmonike na razini nanoWatta može postići pod pikosekundnom pupkom od 1550 nm, a druga harmonika se također može učinkovito pobuditi pod kontinuiranom laserskom pumpom iste valne duljine, a snaga praga je niža kao nekoliko stotina mikrovata (slika 1). Nadalje, kada se svjetlost crpke proširi na tri različite valne duljine kontinuiranog lasera (1270/1550/1590 nm), tri sekunde harmonika (2W1, 2W2, 2W3) i tri zbroj frekvencijske signale (W1+W2, W1+W3, W2+W3) u konvergiranju od šest walvela. Zamjenom svjetla crpke ultradiantnom svjetlosnom dijelom svjetlosti (sankama) s propusnom širinom od 79,3 nm, generira se drugi harmonik širokog spektra s širinom pojasa od 28,3 nm (Slika 2). Osim toga, ako se tehnologija taloženja kemijskog isparenja može koristiti za zamjenu tehnologije suhog prijenosa u ovom istraživanju, a manje slojeva kristala galija selenida može se uzgajati na površini mikro-nano vlakana na velikim udaljenostima, očekuje se da će se druga učinkovitost pretvorbe harmonične pretvorbe dalje poboljšati.
Fi. 1 Drugi sustav generacije harmonika i rezultira strukturom svih vlakana
Slika 2 Miješanje više valnih duljina i drugi harmonici širokog spektra pod kontinuiranim optičkim pumpanjem
Vrijeme posta: svibanj-20-2024